NO－3-N是一种来源广泛的活性氮化合物．近年来，由于人类活动影响，大量的含氮化合物排入水体中，水环境系统原有的氮循环平衡受到一定影响．NO－3是含氮化合物氧化过程的最终产物，其在水环境中有较强的稳定性，因此水体中含氮化合物经过氨化、硝化作用后，更趋向于转化为NO－3．截至目前，国外研究人员已经逐渐认识到NO－3的水生生物的毒性影响，Camargo等于2005年对NO－3的水生生物毒性进行了综述，结果发现大部分水体中NO－3浓度对水生生物可能存在一定毒性风险，尤其是长期暴露的毒性影响．随着人类活动加剧，环境中NO－3的不断增加，NO－3对水生生物的毒性影响逐渐引起环境问题专家的重视，USEPA正着手开展保护水生生物的NO－3国家推荐基准值研究，加拿大则在2012年对NO－3水生生物基准进行修订．

目前，国内鲜见NO－3的水生生物毒性和保护水生生物的NO－3水质基准值推导的文献报道，仅参考国外饮用水标准制定了阈值(以N计)为10mg·L－1的饮用水标准，在保护水生生物的NO－3水质基准、标准或其他指导性限值方面尚属空白．因此分析不同水生生物类群的毒性敏感性，并进行水生生物基准推导是非常有意义的．本研究以保护水生生物为出发点，收集国际上已公开发表的NO－3的水生生物毒性数据，分析不同生物类群的毒性敏感性差异，为下一步我国相关研究中敏感物种的选取提供借鉴，并从中选取我国物种，计算保护水生生物的NO－3水质基准值，以期为水环境质量管理提供参考和依据．

1材料与方法

1.1数据检索与筛选在ECOTOX数据库、Elsevier数据库、CNKI数据库中检索迄今已发表的NO－3水生生物毒性实验数据，参照文献中毒性实验标准方法和数据筛选原则，最终确定毒性实验应当满足:①实验中必须设置对照实验，对照组和实验组的实验条件一致，对照组中受试生物不得出现胁迫和疾病症状;②实验过程中目标物质浓度应以实测为准，其浓度尽量保持恒定;③实验过程需控制温度、pH、DO等水质理化参数恒定;④急性毒性的实验终点为半效应浓度(50%effectconcentration，EC50)或半致死浓度(50%lethalconcentration，LC50)，其测试时间一般为45～96h;慢性毒性的实验终点为最大无观察效应浓度(maximumnoobservedeffectconcentration，NOEC)或最低观察效应浓度(lowestobservedeffectconcentration，LOEC)，其中鱼类测试时间一般应大于28d，溞类测试时间一般应大于7d．当同一物种在不同实验条件下进行实验时，取其中最小值作为最终毒性数据;当同一物种在同一实验条件进行实验时，取其几何平均值作为最终毒性值．表1、表2分别为经筛选之后的急、慢性毒性数据．

1.2基准值推导方法当前常用的水质基准值推导方法包括评价因子法、毒性百分数排序法以及物种敏感度分布法．评价因子法(assessmentfactormethod，AFM)是最早用于推导水生生物基准的方法．该方法采用已知的最敏感生物的毒性值乘以相应的评价因子，以得到保护水生生物的基准值．其计算公式如下:WQC=毒性值AF(1)式中，WQC表示水质基准;AF表示评价因子;毒性值可以是慢性毒性实验中最敏感生物的LOEC或NOEC，也可以是急性毒性实验中最敏感生物的LC50或EC50．评价因子(AF)的取值一般基于基准制定者对污染物毒性效应的长期经验，对于易降解污染物，AF的取值一般为10～20．毒性百分数排序法(toxicitypercentilerank，TPR)是美国环境保护署推导基准的标准方法，该方法能够避免高值毒性数据对拟合曲线的影响，避免拟合产生较大的背离，并在使用过程中日臻完善，其计算步骤参见文献．物种敏感度分布法(speciessensitivitydistribution，SSD)在1980年代末首次提出，并经过多次改进．该方法使用典型的分布模型对毒性数据和累积概率构建物种敏感度分布曲线，并确定一个统计学上的截止点来计算基准阈值．截止点通常设定为0.05，即保护水生态系统中95%的物种的浓度．截至目前用于构建物种敏感度分布曲线的模型有多种，本研究选取目前比较常用的4种模型进行拟合，并通过拟合优度系数辅助确定最终的物种敏感度分布模型．

2结果与讨论

2.1物种的敏感性差异分析经筛选后，急性毒性数据共涉及3门6纲14科20属21种水生生物．其中，从生物类群的组成来看，脊椎动物10种，包括鱼类7种，两栖类3种;无脊椎动物11种，包括软体动物4种，节肢动物7种．毒性数据中受试生物的种类涵盖了水生态系统的主要生物类别．通常认为生态系统对污染物毒性的耐受性由系统中最敏感的生物物种决定，而不同生物类群的生物对污染物可能具有不同的敏感性，分析各类别生物的敏感性差异对进一步毒性实验的物种选择以及确定水生态重点保护对象有重要意义．因此本研究对基于不同受试生物的LC50值计算得到的SMAV按照不同生物分类阶元进行划分，并对其敏感性差异进行比较，不同分类阶元水生生物的硝氮毒性敏感度比较结果如图1所示．由图1可知，水生生物对NO－3毒性的敏感性表现出明显差异和生物类群特征．当按照门分类阶元划分，敏感性排序为节肢动物门＞软体动物门＞脊索动物门，其门平均急性毒性值分别为871.85、503.09、173.98mg·L－1．按照纲分类阶元划分，敏感性排序为甲壳纲＞昆虫纲＞双壳＞腹足纲＞两栖纲＞辐鳍纲，其纲平均急性毒性值分别为139.96、204.82、498.80、516.20、791.77、908.60mg·L－1．从NO－3的毒性机制来看，目前一般认为NO－3会影响水生生物的载氧色素，使其丧失载氧能力，从而造成水生生物中毒．节肢动物与脊椎动物的载氧色素分别为血蓝蛋白和血红蛋白，因此可以推断NO－3对节肢动物的血蓝蛋白可能具有更强的毒性作用，从而使节肢动物更加敏感．从整个水生态系统的角度来看，甲壳纲动物中的枝角类和桡足类动物是食物链中的初级消费者，是高等水生生物的主要食物来源，对生态系统平衡有至关重要的作用．因此，在后续的毒性实验和风险评价中，可以优先选择节肢动物作为受试生物进行研究，以确保在水质基准计算和生态风险评价包含尽量多的敏感物种，以期为生态系统提供更加全面的保护．